Êtes-vous un machiniste CNC ou un opérateur cherchant à optimiser vos processus d'usinage pour une efficacité et une productivité accrues ? Un facteur critique qui peut avoir un impact significatif sur vos résultats est Vitesse de surface CNC. Cependant, comprendre et utiliser efficacement la vitesse de surface peut être un défi pour de nombreux acteurs de l'industrie.
Ainsi, dans ce guide complet, nous discuterons de la vitesse de surface CNC, des facteurs affectant la vitesse, de son importance, de ses impacts et de la manière de mesurer ou de surveiller la vitesse de surface CNC.
En comprenant le concept de vitesse de surface, vous obtiendrez des informations précieuses sur la façon dont il influence les taux d'enlèvement de matière, la durée de vie de l'outil et les finitions de surface.
Alors, commençons.
La vitesse de surface CNC fait référence à la vitesse à laquelle un outil de coupe ou une pièce se déplace sur la surface pendant l'usinage CNC. Il est mesuré en unités telles que les pieds de surface par minute (SFM) ou les pouces par minute (in/min).
La vitesse de surface joue un rôle important dans la détermination de la rapidité avec laquelle le matériau est enlevé et la qualité globale de la surface usinée.
Pour comprendre le concept, prenons l'exemple d'un tour CNC coupant une tige de métal. La vitesse de surface serait la vitesse à laquelle l'outil de coupe se déplace le long de la surface de la tige tout en enlevant de la matière pour la façonner. Si la vitesse de surface est élevée, l'outil se déplace rapidement, ce qui entraîne un enlèvement de matière plus rapide. Cela peut être comparé à un couteau tranchant coupant à travers un légume mou avec des mouvements rapides.
D'autre part, une vitesse de surface inférieure signifie que l'outil se déplace plus lentement, ce qui entraîne un taux d'enlèvement de matière plus lent, similaire à la coupe d'un légume avec un couteau émoussé.
C'est pourquoi le choix de la bonne vitesse de surface est crucial car il affecte plusieurs facteurs importants dans l'usinage CNC.
Tout d'abord, il détermine la vitesse à laquelle la matière est enlevée. Des vitesses de surface plus élevées entraînent un enlèvement de matière plus rapide, ce qui peut être avantageux lors de l'usinage de gros volumes de matière. Cependant, si la vitesse de surface est trop élevée, cela peut entraîner une accumulation excessive de chaleur et une usure de l'outil, affectant la durée de vie de l'outil et la qualité de la surface usinée.
D'autre part, des vitesses de surface inférieures peuvent être appropriées pour obtenir des finitions plus fines ou travailler avec des matériaux délicats qui nécessitent plus de précision et de contrôle.
Ainsi, en ajustant la vitesse de surface, Machinistes CNC peut atteindre l'équilibre souhaité entre le taux d'enlèvement de matière et la qualité de surface.
Cependant, certains facteurs peuvent affecter la vitesse de surface CNC. Et il est important de comprendre ces facteurs afin de tirer le meilleur parti du processus d'usinage.
Comme nous l'avons dit précédemment, plusieurs facteurs affectent la vitesse de surface CNC. Voici les plus importants que vous devez connaître.
La forme et la conception de l'outil de coupe peuvent affecter la vitesse de surface. Différentes géométries d'outils, telles que le nombre et l'angle des arêtes de coupe, peuvent influencer l'efficacité et les performances de l'outil. Certaines géométries peuvent permettre des vitesses de surface plus élevées, tandis que d'autres peuvent nécessiter des ajustements pour maintenir des conditions de coupe optimales.
La composition du matériau de l'outil de coupe peut influencer la vitesse de surface. Les outils fabriqués à partir de matériaux plus durs peuvent supporter des vitesses de surface plus élevées sans usure excessive. D'autre part, les matériaux d'outils plus tendres peuvent nécessiter des vitesses de surface inférieures pour éviter une défaillance prématurée de l'outil.
Dureté aux rayures de certains matériaux d'outils de coupe et d'autres matériaux courants :
| Matériel | Dureté |
| diamant | 10 |
| Céramique | 9.5 |
| Carbure de silicium | 9.5 |
| Oxyde d'aluminium | 9.2 |
| Le carbure de tungstène | 8.5 |
| SSS | 7 |
| Lime en acier | 6.5 |
| Verre | 6 |
| Plastique | 3.5 |
| Ongle de main | 2.5 |
Le matériau usiné joue également un rôle dans la détermination de la vitesse de surface. Différents matériaux ont des propriétés variables, telles que la dureté et la conductivité thermique, qui peuvent avoir un impact sur la vitesse de surface optimale. Les matériaux plus durs peuvent nécessiter des vitesses de surface plus faibles pour éviter une usure excessive de l'outil, tandis que les matériaux plus tendres peuvent tolérer des vitesses de surface plus élevées.
L'opération d'usinage spécifique en cours d'exécution, telle que le fraisage, le tournage ou le perçage, peut affecter les exigences de vitesse de surface. Chaque opération a ses propres caractéristiques et considérations concernant les taux d'enlèvement de matière, l'engagement de l'outil et les exigences de finition de surface. Comprendre les exigences de l'opération spécifique aide à déterminer la vitesse de surface appropriée.
La présence de liquide de refroidissement ou la lubrification pendant l'usinage peut avoir un impact sur la vitesse de surface. Le liquide de refroidissement aide à dissiper la chaleur générée pendant la coupe, ce qui permet des vitesses de surface plus élevées sans endommager l'outil ou la pièce.
De plus, la lubrification réduit la friction entre l'outil de coupe et la pièce, améliorant ainsi le processus d'usinage. Une application correcte de liquide de refroidissement ou de lubrification peut contribuer à améliorer la vitesse de surface et les performances d'usinage globales.
La rigidité et la stabilité du Machine cnc lui-même peut affecter la vitesse de surface. Un robuste etune machine bien entretenue peut gérer des vitesses de surface plus élevées avec un minimum de vibrations et de déviations, permettant un enlèvement de matière plus efficace.
D'autre part, une machine manquant de rigidité ou de stabilité peut nécessiter des vitesses de surface inférieures pour éviter de compromettre la précision d'usinage et la finition de surface.
Ainsi, en tenant compte de ces facteurs et de leurs interactions, les machinistes peuvent optimiser la vitesse de surface pour leurs applications d'usinage spécifiques. Le réglage fin de ces paramètres peut améliorer l'efficacité, la durée de vie de l'outil et la qualité de la finition de surface.
Cependant, vous devez vous demander pourquoi le maintien de la vitesse de surface CNC est important. Pourquoi s'agit-il uniquement de maintenir la vitesse pour l'optimisation de l'usinage ? Discutons-en en détail.
La vitesse de surface CNC est importante pour de nombreuses raisons telles que :
1. Enlèvement de matière constant : La vitesse de surface influence directement la vitesse à laquelle la matière est enlevée lors de l'usinage. En maintenant une vitesse de surface constante et appropriée, vous garantissez un enlèvement de matière constant et efficace. Cela conduit à des temps d'usinage prévisibles et aide à atteindre les objectifs de production.
2. Durée de vie et usure de l'outil : La vitesse de surface affecte la durée de vie et l'usure de l'outil. Le fonctionnement à la vitesse de surface correcte minimise l'usure de l'outil, prolonge la durée de vie de l'outil et réduit la fréquence des changements d'outil. Cela permet non seulement de réduire les coûts, mais également de minimiser les temps d'arrêt de la machine pour les remplacements d'outils.
3. Qualité de finition de surface : La vitesse de surface joue un rôle essentiel dans l'obtention de la qualité de finition de surface souhaitée. Des vitesses de surface optimales permettent d'éviter des problèmes tels que le broutage des outils, une mauvaise évacuation des copeaux et une accumulation excessive de chaleur, ce qui améliore les finitions de surface. Le maintien constant de la vitesse de surface dans la plage recommandée garantit des finitions de surface constantes et de haute qualité.
4. Gestion de la chaleur : La vitesse de surface affecte la quantité de chaleur générée lors de l'usinage. Le fonctionnement à la vitesse de surface appropriée aide à gérer l'accumulation de chaleur, évitant des problèmes tels que la déformation de la pièce, les dommages thermiques ou la défaillance de l'outil en raison de températures excessives. Une bonne gestion de la chaleur garantit la précision dimensionnelle et l'intégrité globale de la pièce.
5. Productivité et efficacité : Le maintien de la bonne vitesse de surface optimise la productivité et l'efficacité de l'usinage. En trouvant un équilibre entre le taux d'enlèvement de matière et la qualité de surface, vous pouvez atteindre une productivité maximale sans compromettre la qualité des pièces usinées. Cela se traduit directement par une efficacité améliorée, des temps de cycle réduits et un débit accru.
6. Stabilité du processus : Le maintien constant de la vitesse de surface recommandée contribue à la stabilité du processus. Des conditions d'usinage stables conduisent à des résultats fiables et reproductibles, minimisant les variations de pièces et les retouches. La stabilité du processus simplifie également le dépannage et permet une optimisation plus facile d'autres paramètres d'usinage.
C'est pourquoi il est important de maintenir la vitesse de surface sur CNC. Mais quel serait l'impact d'une vitesse de surface CNC élevée ou faible sur le processus d'usinage global ?
Découvrons-le.
Comme nous l'avons mentionné ci-dessus, une vitesse de surface CNC élevée ou faible a un impact sur le processus d'usinage global ; discutons de cet impact en détail. Cela vous aidera à comprendre pourquoi vous devriez envisager de maintenir la vitesse de surface tout en effectuant des travaux d'usinage.
Impact de la vitesse de surface CNC élevée | Impact de la faible vitesse de surface CNC |
Des vitesses de surface élevées entraînent des taux d'enlèvement de matière plus rapides. Ceci est avantageux lors de l'usinage de gros volumes de matériaux ou lorsque le temps est un facteur critique dans la production. | Le fonctionnement à des vitesses de surface inférieures prolonge le temps d'usinage global en raison des taux d'enlèvement de matière réduits. Cela peut avoir un impact sur les calendriers de production et augmenter les coûts, en particulier pour les opérations d'usinage à grand volume. |
Le fonctionnement à des vitesses de surface élevées génère plus de chaleur en raison de la friction accrue entre l'outil de coupe et la pièce à usiner. Une chaleur excessive peut entraîner une dilatation thermique, une déformation de la pièce ou même des dommages matériels. Des techniques appropriées de gestion de la chaleur telles que le liquide de refroidissement ou la lubrification sont essentielles pour contrer la chaleur générée. | Des vitesses de surface inférieures génèrent moins de chaleur que des vitesses plus élevées. Cela peut être avantageux lors de l'usinage de matériaux sensibles à la chaleur ou lorsque l'on cherche à minimiser le risque d'endommagement thermique de la pièce. |
Des vitesses de surface élevées peuvent accélérer l'usure de l'outil et réduire la durée de vie de l'outil. L'augmentation de la friction et de la chaleur générée à des vitesses plus élevées peut entraîner une dégradation plus rapide de l'outil, ce qui nécessite des remplacements d'outils plus fréquents. | Des vitesses de surface plus lentes entraînent généralement une usure réduite de l'outil et une durée de vie prolongée de l'outil. Ceci est particulièrement avantageux lors de l'usinage de matériaux plus résistants qui peuvent entraîner une détérioration rapide de l'outil à des vitesses plus élevées. |
Des vitesses de surface élevées peuvent induire des vibrations ou des broutages, en particulier lorsque les forces de coupe ne sont pas correctement contrôlées. Ces vibrations peuvent avoir un impact négatif sur la qualité et la précision de la finition de surface, entraînant une mauvaise piècetolérances et précision dimensionnelle. | Des vitesses de surface inférieures sont souvent utilisées lorsqu'une finition de surface plus fine est souhaitée. Des vitesses de coupe plus lentes permettent une coupe plus précise et peuvent donner des surfaces plus lisses avec des marques d'outils réduites. |
C'est pourquoi il est essentiel de trouver le bon équilibre lors de la sélection de la vitesse de surface pour une opération d'usinage spécifique. Trouver la vitesse optimale garantit un enlèvement de matière efficace, minimise l'usure de l'outil, gère efficacement la chaleur et atteint la qualité de finition de surface souhaitée. Mais comment trouver le bon équilibre lors du choix de la vitesse de surface ?
Vous pouvez y parvenir en mesurant ou en surveillant activement la vitesse de surface de la CNC pendant le processus.
Discutons-en en détail.
La mesure et la surveillance de la vitesse de surface CNC sont cruciales pour garder le contrôle sur le processus d'usinage.
Donc, pour vous aider, voici quelques méthodes courantes utilisées pour mesurer ou surveiller la vitesse de surface CNC :
La première méthode, et la plus simple, pour surveiller la vitesse de surface consiste à utiliser des tachymètres. Ce sont des appareils largement utilisés pour mesurer la vitesse de rotation. Ils peuvent être fixés à la broche ou à l'arbre moteur de la machine CNC pour mesurer directement la vitesse de rotation, qui peut ensuite être convertie en vitesse de surface.
En outre, les tachymètres fournissent des lectures de vitesse en temps réel, permettant aux opérateurs de surveiller et d'ajuster la vitesse de surface selon les besoins.
De nombreuses machines CNC modernes sont équipées de capteurs de vitesse de broche intégrés. Ces capteurs fournissent des mesures de vitesse précises en surveillant directement la vitesse de rotation de la broche. La vitesse de surface peut être calculée en fonction du diamètre de l'outil et de la vitesse de broche, ce qui permet aux opérateurs de surveiller et de contrôler la vitesse de surface pendant l'usinage.
Les fabricants d'outils de coupe fournissent souvent des recommandations de vitesse et d'avance pour leurs outils en fonction du matériau de l'outil, du matériau de la pièce et de l'opération d'usinage. Ces recommandations peuvent servir de guide pour sélectionner une vitesse de surface appropriée. Il est important de suivre les directives du fabricant pour assurer une performance et une durée de vie optimales de l'outil.
Les logiciels d'usinage CNC incluent souvent des fonctionnalités de calcul et de surveillance de la vitesse de surface. En saisissant les paramètres pertinents tels que le diamètre de l'outil, la vitesse de la broche et la vitesse d'avance, le logiciel peut fournir une rétroaction en temps réel sur la vitesse de surface pendant le processus d'usinage. Cela permet aux opérateurs de faire des ajustements et d'optimiser la vitesse de surface selon les besoins.
Certaines machines CNC avancées sont équipées de systèmes de surveillance capables de mesurer et de surveiller divers paramètres pendant l'usinage, y compris la vitesse de surface. Ces systèmes utilisent des capteurs et des algorithmes pour collecter des données et fournir une rétroaction en temps réel sur la vitesse de surface. Ils peuvent alerter les opérateurs si la vitesse de surface s'écarte de la plage souhaitée, permettant des ajustements rapides pour maintenir des conditions d'usinage optimales.
Se souvenir |
Il est important de noter qu'une mesure et une surveillance précises de la vitesse de surface nécessitent un étalonnage correct des instruments de mesure et un entretien régulier de la machine CNC. De plus, les opérateurs doivent être formés à l'utilisation correcte des outils de mesure et à l'interprétation des données pour prendre des décisions éclairées concernant les ajustements de vitesse de surface. |
En mettant en œuvre des techniques de mesure et de surveillance appropriées, les machinistes peuvent contrôler et optimiser efficacement la vitesse de surface de la CNC, ce qui améliore les performances d'usinage, la durée de vie de l'outil et la qualité de la finition de surface.
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